Månen er vores planets satellit, som tiltrækker øjnene af videnskabsmænd og bare nysgerrige mennesker fra umindelige tider. I den antikke verden viede både astrologer og astronomer imponerende afhandlinger til hende. Digterne sad ikke bagud. I dag er lidt ændret i denne forstand: Månens kredsløb, egenskaberne ved dens overflade og indre er omhyggeligt studeret af astronomer. Kompilatorer af horoskoper tager heller ikke øjnene fra hende. Satellittens indflydelse på Jorden bliver undersøgt af begge. Astronomer studerer, hvordan samspillet mellem to kosmiske legemer påvirker bevægelsen og andre processer af hver. Under studiet af månen er viden på dette område steget betydeligt.
Oprindelse
Ifølge videnskabsmænd blev Jorden og Månen dannet på nogenlunde samme tid. Begge kroppe er 4,5 milliarder år gamle. Der er flere teorier om satellittens oprindelse. Hver af dem forklarer visse træk ved Månen, men efterlader flere uløste spørgsmål. Den gigantiske kollisionsteori anses for at være den tætteste på sandheden i dag.
Ifølge hypotesen kolliderede en planet i størrelse med Mars med den unge Jord. Påvirkningen var tangentiel og forårsagede frigivelse i rummet af det meste af stoffet i denne kosmiske krop, såvel som en vis mængde jordbaseret "materiale". Fra dette stof blev der dannet et nyt objekt. Månens kredsløbsradius var oprindeligt tres tusinde kilometer.
Hypotesen om en gigantisk kollision forklarer godt mange træk ved satellittens struktur og kemiske sammensætning, de fleste af egenskaberne ved Måne-Jord-systemet. Men hvis vi tager teorien som grundlag, er nogle fakta stadig uforståelige. Manglen på jern på satellitten kan således kun forklares med, at der på tidspunktet for kollisionen var sket differentiering af de indre lag på begge kroppe. Til dato er der ingen beviser for, at sådan noget fandt sted. Og alligevel, på trods af sådanne modargumenter, anses hypotesen om en kæmpe indvirkning for at være den vigtigste i hele verden.
Parameters
Månen har, ligesom de fleste andre satellitter, ingen atmosfære. Der er kun fundet spor af ilt, helium, neon og argon. Overfladetemperaturen i oplyste og mørke områder er derfor meget forskellig. På solsiden kan den stige til +120 ºС, og på den mørke side kan den falde til -160 ºС.
Den gennemsnitlige afstand mellem Jorden og Månen er 384.000 km. Satellittens form er næsten en perfekt kugle. Forskellen mellem den ækvatoriale og polære radius er lille. De er henholdsvis 1738,14 og 1735,97 km.
Fuldstændig revolution af Månen rundt om Jordentager lidt over 27 dage. Satellittens bevægelse hen over himlen for observatøren er karakteriseret ved en ændring af faser. Tiden fra en fuldmåne til en anden er noget længere end den angivne periode og er cirka 29,5 dage. Forskellen opstår, fordi Jorden og satellitten også bevæger sig rundt om Solen. Månen skal rejse lidt mere end én cirkel for at vende tilbage til sin oprindelige position.
Jord-månesystem
Månen er en satellit, der er noget anderledes end andre lignende objekter. Dens hovedtræk i denne forstand er dens masse. Den er estimeret til 7,351022 kg, hvilket er cirka 1/81 af Jordens samme parameter. Og hvis massen i sig selv ikke er noget ud over det sædvanlige i rummet, så er dens forhold til planetens karakteristika atypisk. Som regel er masseforholdet i satellit-planetsystemer noget mindre. Kun Pluto og Charon kan prale af et lignende forhold. Disse to kosmiske legemer begyndte for nogen tid siden at blive karakteriseret som et system af to planeter. Det ser ud til, at denne betegnelse også er gyldig i tilfældet med Jorden og Månen.
Månen i kredsløb
Satellitten foretager én omdrejning rundt om planeten i forhold til stjernerne pr. siderisk måned, som varer 27 dage 7 timer og 42,2 minutter. Månens kredsløb er elliptisk i form. I forskellige perioder er satellitten enten placeret tættere på planeten eller længere væk fra den. Afstanden mellem Jorden og Månen ændres fra 363.104 til 405.696 kilometer.
Med satellitbaneendnu et bevis er forbundet til fordel for antagelsen om, at Jorden med en satellit skal betragtes som et system bestående af to planeter. Månens kredsløb er ikke placeret i nærheden af Jordens ækvatorialplan (som det er typisk for de fleste satellitter), men praktisk t alt i planetens rotationsplan omkring Solen. Vinklen mellem ekliptikken og satellittens bane er lidt mere end 5º.
Månens kredsløb omkring Jorden er påvirket af mange faktorer. I denne henseende er det ikke en nem opgave at bestemme satellittens nøjagtige bane.
Lidt historie
Teorien, der forklarer, hvordan månen bevæger sig, blev lagt tilbage i 1747. Forfatteren til de første beregninger, der bragte videnskabsmænd tættere på at forstå funktionerne i satellittens kredsløb, var den franske matematiker Clairaut. Dengang, i det fjerne attende århundrede, blev Månens revolution omkring Jorden ofte fremført som et argument mod Newtons teori. Beregninger foretaget ved hjælp af loven om universel gravitation adskilte sig meget fra satellittens tilsyneladende bevægelse. Clairaut løste dette problem.
Spørgsmålet blev undersøgt af så kendte videnskabsmænd som d'Alembert og Laplace, Euler, Hill, Puiseux og andre. Den moderne teori om månens revolution begyndte faktisk med Browns (1923) arbejde. Den britiske matematikers og astronoms forskning hjalp med at eliminere uoverensstemmelserne mellem beregninger og observationer.
Ikke en nem opgave
Månens bevægelse består af to hovedprocesser: rotation omkring dens akse og cirkulation omkring vores planet. Det ville ikke være så svært at udlede en teori, der forklarer satellittens bevægelse, hvisdens kredsløb blev ikke påvirket af forskellige faktorer. Dette er solens tiltrækning og træk ved jordens form og andre planeters gravitationsfelter. Sådanne påvirkninger forstyrrer kredsløbet og forudsiger Månens nøjagtige position i en bestemt periode bliver en vanskelig opgave. For at forstå, hvad der er i vejen her, lad os dvæle ved nogle parametre for satellittens kredsløb.
Stigende og faldende node, linje af apsider
Som allerede nævnt er Månens kredsløb tilbøjelig til ekliptika. Banerne for to kroppe skærer hinanden i punkter kaldet stigende og faldende knudepunkter. De er placeret på modsatte sider af kredsløbet i forhold til midten af systemet, det vil sige Jorden. En imaginær linje, der forbinder disse to punkter, kaldes en linje af knob.
Satellitten er tættest på vores planet ved perigeum. Den maksimale afstand adskiller to rumlegemer, når Månen er på sit højdepunkt. Linjen, der forbinder disse to punkter, kaldes apsider-linjen.
Orbit-forstyrrelser
Som et resultat af indflydelsen af en lang række faktorer på satellittens bevægelse, er det faktisk summen af flere bevægelser. Overvej den mest bemærkelsesværdige af de nye forstyrrelser.
Den første er nodelinjeregression. Den rette linje, der forbinder de to skæringspunkter mellem månebanens plan og ekliptikken, er ikke fastgjort på ét sted. Den bevæger sig meget langsomt i retning modsat (det er derfor, det kaldes regression) af satellittens bevægelse. Med andre ord, planet for Månens kredsløbroterer i rummet. Det tager hende 18,6 år at lave en hel rotation.
Rækken af apsis bevæger sig også. Bevægelsen af den lige linje, der forbinder apocenter og periapsis, udtrykkes i rotationen af orbitalplanet i samme retning, som Månen bevæger sig. Dette sker meget hurtigere end i tilfælde af en linie af noder. En hel tur tager 8, 9 år.
Derudover oplever månens kredsløb udsving af en vis amplitude. Med tiden ændres vinklen mellem dens plan og ekliptikken. Værdiområdet er fra 4°59' til 5°17'. Ligesom i tilfældet med linjen af knudepunkter er perioden for sådanne udsving 18,6 år.
Endelig ændrer Månens bane sin form. Den strækker sig lidt og vender derefter tilbage til sin oprindelige konfiguration igen. Samtidig ændres kredsløbets excentricitet (graden af dens forms afvigelse fra en cirkel) fra 0,04 til 0,07. Ændringer og tilbagevenden til dens oprindelige position tager 8,9 år.
Det er ikke så simpelt
Faktisk er de fire faktorer, der skal tages i betragtning under beregningerne, ikke så mange. De udtømmer dog ikke alle forstyrrelser i satellittens kredsløb. Faktisk er hver parameter af Månens bevægelse konstant påvirket af en lang række faktorer. Alt dette komplicerer opgaven med at forudsige den nøjagtige placering af satellitten. Og at tage højde for alle disse parametre er ofte den vigtigste opgave. For eksempel påvirker beregningen af Månens bane og dens nøjagtighed succesen med missionen for det rumfartøj, der er sendt til den.
Månens indflydelse på jorden
Vores planets satellit er relativt lille, men dens indvirkning er godmærkbart. Måske ved alle, at det er Månen, der danner tidevandet på Jorden. Her skal vi straks tage forbehold: Solen forårsager også en lignende effekt, men på grund af den meget større afstand er stjernens tidevandseffekt lidt mærkbar. Derudover er ændringen i vandstanden i havene og oceanerne også forbundet med det særlige ved Jordens rotation.
Tyngekraften fra Solen på vores planet er omkring to hundrede gange større end Månens. Tidevandskræfter afhænger dog primært af feltets inhomogenitet. Afstanden, der adskiller Jorden og Solen, udglatter dem, så virkningen af Månen tæt på os er kraftigere (dobbelt så signifikant som i tilfældet med lyset).
Der dannes en flodbølge på den side af planeten, der i øjeblikket vender mod natstjernen. På den modsatte side er der også tidevand. Hvis Jorden var stationær, ville bølgen bevæge sig fra vest til øst, placeret nøjagtigt under månen. Dens fulde revolution ville blive fuldført på 27-ulige dage, det vil sige i en siderisk måned. Jordens rotationsperiode omkring sin akse er dog lidt mindre end 24 timer. Som et resultat løber bølgen hen over planetens overflade fra øst til vest og fuldender en rotation på 24 timer og 48 minutter. Da bølgen konstant mødes med kontinenterne, skifter den fremad i retningen af Jordens bevægelse og overgår planetens satellit i dens løb.
Sletning af månens kredsløb
En flodbølge får en enorm vandmasse til at bevæge sig. Dette påvirker direkte satellittens bevægelse. Den imponerende delPlanetens masse forskydes fra linjen, der forbinder massecentrene for to kroppe og tiltrækker Månen til sig selv. Som et resultat oplever satellitten et kraftmoment, som accelererer dens bevægelse.
Samtidig oplever kontinenterne, der løber på en flodbølge (de bevæger sig hurtigere end bølgen, da Jorden roterer med en højere hastighed, end Månen gør), en kraft, der bremser dem. Dette fører til en gradvis opbremsning i vores planets rotation.
Som et resultat af tidevandsinteraktionen mellem to legemer, såvel som virkningen af lovene om bevarelse af energi og vinkelmomentum, bevæger satellitten sig til en højere bane. Dette reducerer månens hastighed. I kredsløb begynder den at bevæge sig langsommere. Noget lignende sker med Jorden. Den sænker farten, hvilket resulterer i en gradvis stigning i dagens længde.
Månen bevæger sig væk fra Jorden med omkring 38 mm om året. Undersøgelser af palæontologer og geologer bekræfter astronomernes beregninger. Processen med gradvis opbremsning af Jorden og fjernelse af Månen begyndte for cirka 4,5 milliarder år siden, det vil sige fra det øjeblik, de to kroppe blev dannet. Forskeres data understøtter antagelsen om, at tidligere månemåneden var kortere, og at Jorden roterede med en hurtigere hastighed.
Flodbølgen forekommer ikke kun i havenes farvande. Lignende processer forekommer både i kappen og i jordskorpen. De er dog mindre mærkbare, fordi disse lag ikke er så formbare.
Månens recession og jordens opbremsning vil ikke ske for evigt. I sidste ende vil rotationsperioden for planeten være lig med satellittens omdrejningsperiode. Månen vil "svæve" over et områdeoverflader. Jorden og satellitten vil altid være vendt af samme side til hinanden. Her er det på sin plads at minde om, at en del af denne proces allerede er afsluttet. Det er tidevandsinteraktion, der har ført til, at den samme side af Månen altid er synlig på himlen. I rummet er der et eksempel på et system, der er i sådan en ligevægt. Disse hedder allerede Pluto og Charon.
Månen og Jorden er i konstant interaktion. Det er umuligt at sige, hvilken af kroppene der har størst indflydelse på den anden. Samtidig er begge udsat for solen. Andre, fjernere, kosmiske kroppe spiller også en væsentlig rolle. At tage højde for alle sådanne faktorer gør det ret vanskeligt nøjagtigt at bygge og beskrive en model af en satellits bevægelse i kredsløb omkring vores planet. En enorm mængde akkumuleret viden, såvel som konstant forbedret udstyr, gør det dog muligt mere eller mindre præcist at forudsige en satellits position til enhver tid og forudsige fremtiden, der venter hvert objekt individuelt og Jord-Måne-systemet som en hel.
